2.2 几种变速恒频风电系统简介13

2.2.1 鼠笼型异步发电机变速恒频风力发电系统13

2.2.2 交流励磁双馈发电机变速恒频风力发电系统14

2.2.3 无刷双馈发电机变速恒频风力发电系统 15

2.2.4 以上三种风电系统存在的问题.15

2.3 永磁同步风力发电系统 15

2.3.1永磁同步风力发电系统概述.. 15

2.4本章小结.. 16

第三章 永磁同步发电机直接转矩控制系统... 17

3.1永磁同步发电机直接转矩控制原理 17

3.2 直接转矩系统的构成 17

3.2.1 电压及电流的3/2 变换..18

3.2.2 磁链计算...18

3.2.3 电磁转矩计算.. 19

3.2.4 磁链滞环比较.. 19

3.2.5 电磁转矩滞环比较..19

3.2.6 开关电压矢量表.. 20

3.3本章小结.. 20

第四章 永磁同步风力发电系统的建模及其仿真 21

4.1 MATLAB/Simlink 语言简介..21

4.2 永磁同步风力发电系统的仿真22

4.2.1 风速模型...22

4.2.2 风力机模型...23

4.2.3 风速和风力机的仿真..24

4.2.4 永磁同步风力发电系统的仿真.27

4.3 永磁同步风力发电系统及其直接转矩控制的仿真..29

4.3.1 定子磁链计算模块..29

4.3.2 电磁转矩计算模块..30

4.3.3 定子磁链与转矩滞环调节模块.31

4.3.4 定子磁链矢量角度计算模块. 32

4.3.5 定子磁链区间判定模块..32

4.4 系统仿真结果及其分析... 33

4.4.1 系统仿真结果.. 33

4.4.2 仿真结果分析.. 39

4.5本章小结.. 40

结论...41

致谢...42

参考文献... 43

附录..46
第一章 绪论1.1 风能随着化石能源的不断消耗，并且环境保护越来越受到人们的重视，世界各地急需寻求一种绿色无污染，储量巨大的清洁能源，风能作为可大规模采集的无污染清洁能源，满足当今人类的需求，世界风电装机总量飞快增加。风电产业正在快速发展并逐步走向成熟。我国人口众多，对能源的需求量极大，单单只是依靠化石能源燃烧的火力发电已经不能满足我国的能源需求量。 相比较于化石能源水能核能等不同类型的能源， 风能有绿色环保， 易获取， 取之不尽用之不竭等特点，它不同于化石能源不可再生采集困难并且会破坏环境造成温室效应；与水能不同，需要筑堤建坝采集能量；亦不同于核能，会产生对人体和环境有害的放射性废料，如果不慎发生核泄漏事件，会对核电站周围的环境和居民产生难以挽回的严重影响。风能来源于自然，光线照射大地传递热能，使地表的不同位置温度存在差异，进而产生温度差，引起大气对流，产生风能。根据初步预算虽然地球吸收的太阳能里面只有很少一部分化作风能，但是这部分风能仍然数目庞大。跟据估算中国能够开发的风能有十亿千瓦之多。因此从长远考虑，大规模发展风力发电对我国有百利而无一害。
1.1.1 风能特点风能优点：风能是无污染的环保绿色能源，可以再生并且储量巨大，大规模建设风能产业，可以减少其他类型的能源消耗，而且不会对生态环境造成损害。风电技术随着近年不断实践创新得到了显著提升，技术日益成熟，在合适地点采集风能，风力发电成本比普通发发电还要低，利用合理的话可以获取更大利润。风能缺点：（1）难于利用，相比于其他种类的能量，风能能量密度比较小，例如与水力发电相对比， 为了生产等值的电能， 风轮的尺寸要比水轮大得多。 （2）不稳定，风能是由于大气对流引起的过程性能源，风速和风向等诸多因素经常变动， 使其具有随机不定向的特性， 这些因素会对风力发电机的工况产生不利影响。（3）风能无法保存，如果是独立运行的单机风机，想要保证其不停歇地生产电能，就须为其配备储能装置，会提高机组制造成本。1.1.2 风能存在的问题风电利用最大的问题还是风能不稳定， 随着越来越多的风电机组投入生产电能，电网的调度变得越来越困难。且风力发电系统本身的技术和管理也具有许多难以处理的问题。事实上，风电机组生产的的电能，如果不进行特殊处理，并没有特别高的商业使用价值，若风电机组生产的电能不经处理就并入电网，会污染干扰电网，一般情况下会使局部电网运行的稳定性遭到破坏。近年来由于与风电相关的科学技术都取得了跨越式发展和并积累了大量应用经验， 使得风能的利用可行性大大提高，风电事业也取得了极大地进步。